الوصول إلى بيئة الشبكة. في نفس الوقت، طبقة الارتباطيدير عملية وضع البيانات المرسلة في البيئة المادية. لهذا طبقة الارتباطمقسمة إلى مستويين فرعيين (الشكل 5.1): المستوى الفرعي العلوي التحكم في قناة نقل البيانات المنطقية(التحكم المنطقي في الارتباط - ذ م م)، وهو أمر مشترك بين جميع التقنيات، والمستوى الفرعي الأدنى التحكم بالوصول إلى وسائط الإعلام(التحكم بالوصول إلى وسائط الإعلام - ماك). بالإضافة إلى ذلك، تتيح لك أدوات طبقة الارتباط اكتشاف الأخطاء في البيانات المرسلة.

أرز. 5.1.

يحدث تفاعل عقد الشبكة المحلية على أساس بروتوكولات مستوى الارتباط. يتم نقل البيانات في الشبكات المحلية عبر مسافات قصيرة نسبيًا (داخل المباني أو بين المباني المتقاربة)، ولكن بسرعة عالية (10 ميجابت/ثانية - 100 جيجابت/ثانية). المسافة و سرعة انتقاليتم تحديد البيانات من خلال معدات المعايير المقابلة.

المعهد الدولي لمهندسي الكهرباء والإلكترونيات - IEEE) تم تطوير مجموعة معايير 802.x، والتي تنظم عمل رابط البيانات والطبقات المادية لنموذج ISO/OSI المكون من سبع طبقات. هناك عدد من هذه البروتوكولات مشتركة بين جميع التقنيات، على سبيل المثال معيار 802.2؛ والبروتوكولات الأخرى (على سبيل المثال، 802.3، 802.3u، 802.5) تحدد ميزات تقنيات الشبكات المحلية.

LLC الطبقة الفرعيةالتي يجري تنفيذها برمجة. في الطبقة الفرعية LLC، هناك العديد من الإجراءات التي تسمح لك بإنشاء أو عدم إنشاء اتصال قبل إرسال الإطارات التي تحتوي على بيانات، لاستعادة الإطارات أو عدم استعادتها في حالة فقدها أو اكتشاف أخطاء. المستوى الفرعي تقوم شركة ذات مسؤولية محدودة بتنفيذ الاتصال مع بروتوكولات طبقة الشبكة، عادة مع بروتوكول IP. التواصل مع طبقة الشبكة وتحديد الإجراءات المنطقية لإرسال الإطارات عبر الشبكة ينفذ بروتوكول 802.2. يوفر بروتوكول 802.1 تعريفًا عامًا لشبكات المنطقة المحلية، المتعلقة بنموذج ISO/OSI. هناك أيضا تعديلات على هذا البروتوكول.

تحدد الطبقة الفرعية MAC ميزات الوصول إلى الوسيط الماديعند استخدام تقنيات الشبكات المحلية المختلفة. تتوافق كل تقنية من تقنيات طبقة MAC (كل بروتوكول: 802.3، 802.3u، 802.3z، وما إلى ذلك) مع العديد من المتغيرات لمواصفات الطبقة المادية (البروتوكولات) (الشكل 5.1). تخصيصتقنية طبقة MAC - تحدد بيئة الطبقة المادية والمعلمات الأساسية لنقل البيانات ( سرعة انتقال، نوع النطاق المتوسط ​​أو النطاق الضيق أو النطاق العريض).

على مستوى الارتباط من جانب الإرسال، يتم تشكيله إطار، بحيث الحزمة مغلفة. تضيف عملية التغليف رأس إطار ومقطورة إلى حزمة بروتوكول الشبكة، مثل IP. وبالتالي فإن إطار أي تقنية شبكة يتكون من ثلاثة أجزاء:

• header,
• حقول البياناتحيث توجد الحزمة،
• جهاز محدد.

على الجانب المتلقي، يتم تنفيذ عملية إلغاء التغليف العكسي عندما يتم استخراج الحزمة من الإطار.

عنوانيتضمن محددات الإطار، وحقول العنوان والتحكم. فواصلتتيح لك الإطارات تحديد بداية الإطار وضمان التزامن بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال. عناوينطبقة الارتباط هي عناوين فعلية. عند استخدام التقنيات المتوافقة مع Ethernet، تتم معالجة البيانات في الشبكات المحلية بواسطة عناوين MAC، مما يضمن تسليم الإطار إلى العقدة الوجهة.

نهاية الغطاءيحتوي على حقل المجموع الاختباري (Frame Check Sequence - FCS)، والذي يتم حسابه عند إرسال الإطار باستخدام رمز دوري اتفاقية حقوق الطفل. من ناحية الاستلام مبلغ الشيكيتم حساب الإطار مرة أخرى ومقارنته بالإطار المستلم. إذا كانت متطابقة، فإنهم يعتبرون أن الإطار تم إرساله دون أخطاء. إذا تباينت قيم FCS، فسيتم تجاهل الإطار ويجب إعادة إرساله.

عند إرساله عبر شبكة، يمر الإطار بشكل تسلسلي عبر عدد من الاتصالات التي تتميز ببيئات مادية مختلفة. على سبيل المثال، عند نقل البيانات من العقدة A إلى العقدة B (الشكل 5.2)، تمر البيانات بشكل تسلسلي عبر: اتصال Ethernet بين العقدة A وجهاز التوجيه A (الزوج الملتوي النحاسي غير المحمي)، والاتصال بين جهازي التوجيه A وB (الألياف كبل بصري)، كبل نحاسي تسلسلي من نقطة إلى نقطة بين جهاز التوجيه B ونقطة الوصول اللاسلكية WAP، وهو اتصال لاسلكي (ارتباط راديوي) بين WAP والعقدة النهائية B. لذلك كل اتصال له إطاره الخاصتنسيق محدد.

أرز. 5.2.

يتم تغليف الحزمة التي أعدتها العقدة A في إطار شبكة محلية، يتم إرسالها إلى جهاز التوجيه A. يقوم جهاز التوجيه بفك تغليف الحزمة من الإطار المستقبل، ويحدد واجهة الإخراج التي سيتم إرسال الحزمة إليها، ثم يشكل إطارًا جديدًا للإرسال عبر وسط بصري. يقوم جهاز التوجيه B بفصل الحزمة من الإطار المستقبل، ويحدد واجهة الخروج التي سيتم إعادة توجيه الحزمة إليها، ثم يقوم بإنشاء إطار جديد للإرسال عبر الوسيط النحاسي التسلسلي من نقطة إلى نقطة. تشكل نقطة الوصول اللاسلكية WAP بدورها إطارًا خاصًا بها لنقل البيانات عبر قناة الراديو إلى نهاية العقدة B.

عند إنشاء الشبكات، يتم استخدام طبولوجيا منطقية مختلفة تحدد كيفية تواصل العقد عبر الوسيط صلاحية التحكم صلاحية الدخولواسطة. الطبولوجيا المنطقية الأكثر شهرة هي نقطة إلى نقطة، والوصول المتعدد، والبث، وتمرير الرمز المميز.

يتم تنفيذ مشاركة البيئة بين أجهزة متعددة بناءً على طريقتين رئيسيتين:

• طريقة الوصول التنافسي (غير الحتمي).(الوصول المستند إلى المحتوى)، عندما تتمتع جميع عقد الشبكة بحقوق متساوية، لا يتم تنظيم ترتيب نقل البيانات. للإرسال، يجب أن تستمع هذه العقدة إلى الوسيط إذا كان مجانيًا، فيمكن نقل المعلومات. في هذه الحالة، قد تنشأ الصراعات ( الاصطدامات) عندما تبدأ عقدتان (أو أكثر) في إرسال البيانات في وقت واحد؛
• طريقة الوصول الخاضع للتحكم (الحتمي).(الوصول المتحكم)، والذي يوفر للعقد أولوية الوصول إلى الوسيط لنقل البيانات.

في المراحل الأولى من إنشاء شبكات إيثرنت، تم استخدام طوبولوجيا "الحافلة"، وكانت وسيلة نقل البيانات المشتركة مشتركة بين جميع المستخدمين. وفي هذه الحالة تم تنفيذ الطريقة وصول متعددةإلى وسيلة نقل مشتركة (بروتوكول 802.3). يتطلب هذا التحكم في الناقل، والذي يشير وجوده إلى أن بعض العقد كانت تنقل البيانات بالفعل عبر وسيط مشترك. لذلك، كان على العقدة التي ترغب في نقل البيانات الانتظار حتى نهاية النقل، وعندما يصبح الوسيط مجانيًا، تحاول نقل البيانات.

يمكن استقبال المعلومات المرسلة إلى الشبكة بواسطة أي كمبيوتر يتطابق عنوان محول شبكة NIC الخاص به مع عنوان MAC الوجهة للإطار المرسل، أو بواسطة كافة أجهزة الكمبيوتر الموجودة على الشبكة أثناء إرسال البث. ومع ذلك، يمكن لعقدة واحدة فقط نقل المعلومات في أي وقت. قبل الإرسال، يجب أن تتأكد العقدة من أن الناقل المشترك مجاني من خلال الاستماع إلى الوسيط.

عندما يقوم جهازي كمبيوتر أو أكثر بنقل البيانات في نفس الوقت، يحدث تعارض ( الاصطدام) عندما تتداخل بيانات عقد الإرسال مع بعضها البعض، يحدث التشويه و فقدان المعلومات. ولذلك، يلزم معالجة التصادم وإعادة إرسال الإطارات المشاركة في التصادم.

طريقة مماثلة غير حتمية(ترابطي) وصولبحلول يوم الاربعاء تلقى الاسم الوصول إلى الوسائط المتعددة مع استشعار الناقل وكشف الاصطدام(الوصول إلى تحسس الناقل

لتسهيل فهم تشغيل جميع أجهزة الشبكة المدرجة في المقالة أجهزة الشبكة فيما يتعلق بطبقات النموذج المرجعي لشبكة OSI، قمت بعمل رسومات تخطيطية مع تعليقات صغيرة.

أولاً، دعونا نتذكر طبقات نموذج الشبكة المرجعية OSI وتغليف البيانات.

تعرف على كيفية نقل البيانات بين جهازي كمبيوتر متصلين. وفي الوقت نفسه، سأسلط الضوء على عمل بطاقة الشبكة على أجهزة الكمبيوتر، لأنه هذا هو بالضبط جهاز الشبكة، ولكن الكمبيوتر ليس كذلك. (جميع الصور قابلة للنقر - لتكبير الصورة، اضغط عليها.)

يقوم أحد التطبيقات الموجودة على PC1 بإرسال البيانات إلى تطبيق آخر على PC2. بدءًا من الطبقة العليا (طبقة التطبيق)، يتم إرسال البيانات إلى بطاقة الشبكة إلى طبقة ارتباط البيانات. عليها، تقوم بطاقة الشبكة بتحويل الإطارات إلى بتات وإرسالها إلى الوسيط الفعلي (على سبيل المثال، كبل زوج ملتوي). تصل إشارة على الجانب الآخر من الكابل، وتستقبل بطاقة الشبكة الخاصة بجهاز الكمبيوتر PC2 هذه الإشارات، وتتعرف عليها على شكل بتات وتشكل إطارات منها. يتم فصل البيانات (الموجودة في الإطارات) إلى الطبقة العليا، وعندما تصل إلى طبقة التطبيق، يستقبلها البرنامج المقابل على PC2.

مكرر. مَركَز.

يعمل المكرر والمحور على نفس المستوى، لذلك يتم تصويرهما بنفس الطريقة من حيث نموذج شبكة OSI. ولتسهيل تمثيل أجهزة الشبكة، سنقوم بعرضها بين أجهزة الكمبيوتر لدينا.

مكرر ومكثف جهاز المستوى الأول (المادي). إنهم يتلقون الإشارة ويتعرفون عليها ويوجهونها إلى جميع المنافذ النشطة.

جسر الشبكة. يُحوّل.

يعمل جسر الشبكة والمحول أيضًا على نفس المستوى (القناة) ويتم تصويرهما بنفس الطريقة.

كلا الجهازين موجودان بالفعل في المستوى الثاني، لذا بالإضافة إلى التعرف على الإشارة (مثل المحاور في المستوى الأول)، فإنهما يقومان بفصلها (الإشارة) إلى إطارات. في المستوى الثاني، تتم مقارنة المجموع الاختباري للمقطورة (المقطورة) للإطار. ثم يتم التعرف على عنوان MAC الخاص بالمستلم من رأس الإطار ويتم التحقق من وجوده في الجدول المحول. إذا كان العنوان موجودًا، فسيتم تغليف الإطار مرة أخرى إلى وحدات البت وإرساله (كإشارة) إلى المنفذ المقابل. إذا لم يتم العثور على العنوان، تتم عملية البحث عن هذا العنوان في الشبكات المتصلة.

جهاز التوجيه.

كما ترون، جهاز التوجيه (أو جهاز التوجيه) هو جهاز من المستوى الثالث. فيما يلي كيفية عمل جهاز التوجيه تقريبًا: تصل الإشارة إلى المنفذ، ويتعرف عليها جهاز التوجيه. تشكل الإشارة (البتات) المعترف بها إطارات (إطارات). يتم التحقق من المجموع الاختباري الموجود في المقطورة وعنوان MAC الخاص بالمستلم. إذا كانت كافة عمليات التحقق ناجحة، تشكل الإطارات حزمة. في المستوى الثالث، يقوم جهاز التوجيه بفحص رأس الحزمة. أنه يحتوي على عنوان IP للوجهة (المستلم). استنادًا إلى عنوان IP وجدول التوجيه الخاص به، يختار جهاز التوجيه أفضل مسار للحزم لنقلها إلى المستلم. بعد تحديد المسار، يقوم جهاز التوجيه بتغليف الحزمة في إطارات ثم إلى وحدات بت ويرسلها كإشارات إلى المنفذ المناسب (المحدد في جدول التوجيه).

خاتمة

وفي الختام جمعت كل الأجهزة في صورة واحدة.

الآن لديك المعرفة الكافية لتحديد الأجهزة التي تعمل وكيفية عملها. إذا كان لا يزال لديك أسئلة، فاطرحها علي وفي المستقبل القريب سأساعدك أنا أو مستخدمين آخرين بالتأكيد.

فقط لأن البروتوكول عبارة عن اتفاقية تم تبنيها بين كيانين متفاعلين، في هذه الحالة جهازي كمبيوتر يعملان على شبكة، لا يعني أنه معياري بالضرورة. ولكن في الممارسة العملية، عند تنفيذ الشبكات، عادة ما تستخدم البروتوكولات القياسية. قد تكون هذه ذات علامات تجارية أو وطنية أو المعايير الدولية.

في أوائل الثمانينات، قام عدد من منظمات التقييس الدولية - ISO وITU-T وبعض المنظمات الأخرى - بتطوير نموذج لعب دورًا مهمًا في تطوير الشبكات. يُسمى هذا النموذج بنموذج ISO/OSI.

نموذج التشغيل البيني للأنظمة المفتوحة (الاتصال البيني للنظام المفتوح، OSI) يحدد مستويات مختلفة من التفاعل بين الأنظمة في شبكات تبديل الحزمةويعطيهم أسماء قياسية ويحدد الوظائف التي يجب أن تؤديها كل طبقة.

تم تطوير نموذج OSI بناءً على الخبرة الواسعة المكتسبة من إنشاء شبكات الكمبيوتر، وخاصة الشبكات العالمية، في السبعينيات. يستغرق الوصف الكامل لهذا النموذج أكثر من 1000 صفحة نصية.

في نموذج OSI (الشكل 11.6)، تنقسم وسائل الاتصال إلى سبعة مستويات: التطبيق، ممثلوالجلسة والنقل والشبكة والقناة والمادية. تتعامل كل طبقة مع جانب محدد من تفاعل جهاز الشبكة.

أرز. 11.6.

يصف نموذج OSI فقط اتصالات النظام التي ينفذها نظام التشغيل، نظام المرافقوالأجهزة. لا يتضمن النموذج وسائل للتفاعل مع تطبيق المستخدم النهائي. تنفذ التطبيقات بروتوكولات الاتصال الخاصة بها عن طريق الوصول إلى أدوات النظام. ولذلك فمن الضروري التمييز بين مستوى التفاعل بين التطبيقات و طبقة التطبيقات.

يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أن التطبيق يمكن أن يتولى وظائف بعض الطبقات العليا لنموذج OSI. على سبيل المثال، تحتوي بعض أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS) على أدوات مدمجة الوصول عن بعدإلى الملفات. في هذه الحالة، لا يستخدم التطبيق خدمة ملفات النظام عند الوصول إلى الموارد البعيدة؛ فهو يتجاوز الطبقات العليا من نموذج OSI ويصل مباشرة إلى مرافق النظام المسؤولة عنها مواصلاتالرسائل عبر الشبكة، والتي تقع في المستويات الدنيا من نموذج OSI.

لذلك، لنفترض أن أحد التطبيقات يقدم طلبًا إلى طبقة التطبيق، مثل خدمة الملفات. وبناءً على هذا الطلب، يقوم البرنامج على مستوى التطبيق بإنشاء رسالة بتنسيق قياسي. تتكون الرسالة النموذجية من رأس وحقل بيانات. يحتوي الرأس على معلومات الخدمة التي يجب تمريرها عبر الشبكة إلى طبقة التطبيق الخاصة بالجهاز الوجهة لإخباره بالعمل الذي يجب القيام به. في حالتنا، من الواضح أن الرأس يجب أن يحتوي على معلومات حول موقع الملف ونوع العملية التي يجب تنفيذها. يمكن أن يكون حقل بيانات الرسالة فارغًا أو يحتوي على بعض البيانات، مثل البيانات التي يجب كتابتها إلى جهاز التحكم عن بعد. ولكن من أجل إيصال هذه المعلومات إلى وجهتها، لا يزال هناك العديد من المهام التي يتعين حلها، والتي تقع مسؤوليتها على عاتق المستويات الأدنى.

بعد توليد الرسالة طبقة التطبيقاتيرسله إلى أسفل المكدس المستوى التمثيلي. بروتوكول المستوى التمثيليبناءً على المعلومات الواردة من رأس مستوى التطبيق، يقوم بتنفيذ الإجراءات المطلوبة وإضافة معلومات الخدمة الخاصة به إلى رأس الرسالة المستوى التمثيلي، والذي يحتوي على تعليمات للبروتوكول المستوى التمثيليآلة الوجهة. يتم تمرير الرسالة الناتجة إلى أسفل مستوى الجلسة، والذي بدوره يضيف رأسه، وما إلى ذلك. (تضع بعض البروتوكولات معلومات الخدمة ليس فقط في بداية الرسالة في شكل رأس، ولكن أيضًا في النهاية، في شكل ما يسمى "مقطورة".) وأخيراً وصلت الرسالة إلى الأسفل، المستوى الجسديوالتي، في الواقع، تنقلها عبر خطوط الاتصال إلى الجهاز المتلقي. عند هذه النقطة، تكون الرسالة "متضخمة" بالعناوين من جميع المستويات (

من الأفضل بالتأكيد أن نبدأ بالنظرية، ثم ننتقل تدريجياً إلى الممارسة. لذلك، سننظر أولاً في نموذج الشبكة (النموذج النظري)، ثم سنرفع الستار عن كيفية تناسب نموذج الشبكة النظري مع البنية التحتية للشبكة (معدات الشبكة، أجهزة الكمبيوتر المستخدمة، الكابلات، موجات الراديو، إلخ).

لذا، نموذج الشبكةهو نموذج للتفاعل بين بروتوكولات الشبكة. والبروتوكولات بدورها هي معايير تحدد كيفية تبادل البرامج المختلفة للبيانات.

اسمحوا لي أن أشرح بمثال: عند فتح أي صفحة على الإنترنت، يرسل الخادم (حيث توجد الصفحة المفتوحة) البيانات (مستند نص تشعبي) إلى متصفحك عبر بروتوكول HTTP. بفضل بروتوكول HTTP، يعرف متصفحك، الذي يتلقى البيانات من الخادم، كيف يجب معالجتها، ويعالجها بنجاح، ويعرض لك الصفحة المطلوبة.

إذا كنت لا تعرف بعد ما هي الصفحة الموجودة على الإنترنت، فسأشرح لك باختصار: أي نص على صفحة الويب يكون محاطًا بعلامات خاصة تخبر المتصفح بحجم النص الذي يجب استخدامه ولونه وموقعه. الصفحة (اليسار، اليمين، أو في الوسط). وهذا لا ينطبق فقط على النص، ولكن أيضًا على الصور والنماذج والعناصر النشطة وبشكل عام كل المحتوى، أي. ما هو على الصفحة. يعمل المتصفح، الذي يكتشف العلامات، وفقًا لتعليماتها، ويعرض لك البيانات المعالجة والمضمنة في هذه العلامات. يمكنك أنت بنفسك رؤية علامات هذه الصفحة (وهذا النص بين العلامات)، للقيام بذلك، انتقل إلى قائمة المتصفح الخاص بك وحدد - عرض كود المصدر.

دعونا لا نتشتت انتباهنا كثيرًا، فموضوع "نموذج الشبكة" هو موضوع ضروري لأولئك الذين يريدون أن يصبحوا متخصصين. هذه المقالة مكونة من 3 أجزاء ومن أجلكم حاولت أن أكتبها بشكل غير ممل وبشكل واضح ومختصر. للتفاصيل، أو لمزيد من التوضيح، اكتب في التعليقات أسفل الصفحة، وسأساعدك بالتأكيد.

نحن، كما هو الحال في Cisco Networking Academy، سننظر في نموذجين للشبكة: نموذج OSI ونموذج TCP/IP (يُسمى أحيانًا DOD)، وفي نفس الوقت نقارنهما.

يشير OSI إلى الاتصال البيني للنظام المفتوح. باللغة الروسية يبدو الأمر كما يلي: نموذج الشبكة لتفاعل الأنظمة المفتوحة (نموذج مرجعي). يمكن تسمية هذا النموذج بأمان بالمعيار. هذا هو النموذج الذي تتبعه الشركات المصنعة لأجهزة الشبكة عند تطوير منتجات جديدة.

يتكون نموذج شبكة OSI من 7 طبقات، ومن المعتاد أن يبدأ العد من الأسفل.

دعونا قائمة لهم:

• 7. طبقة التطبيق
• 6. طبقة العرض
• 5. طبقة الجلسة
• 4. طبقة النقل
• 3. طبقة الشبكة
• 2. طبقة ربط البيانات
• 1. الطبقة المادية

كما ذكرنا أعلاه، فإن نموذج الشبكة هو نموذج للتفاعل بين بروتوكولات الشبكة (المعايير)، ولكل مستوى بروتوكولاته الخاصة. إن إدراجها عملية مملة (وليس هناك أي معنى)، لذا من الأفضل أن ننظر إلى كل شيء باستخدام مثال، لأن سهولة استيعاب المادة تكون أعلى بكثير مع الأمثلة؛)

طبقة التطبيقات

طبقة التطبيق أو طبقة التطبيق هي المستوى الأعلى للنموذج. يقوم بتوصيل تطبيقات المستخدم مع الشبكة. نحن جميعًا على دراية بهذه التطبيقات: تصفح الويب (HTTP)، وإرسال واستقبال البريد (SMTP، POP3)، واستقبال واستقبال الملفات (FTP، TFTP)، والوصول عن بعد (Telnet)، وما إلى ذلك.

المستوى التنفيذي

طبقة العرض التقديمي أو طبقة العرض التقديمي – تقوم بتحويل البيانات إلى التنسيق المناسب. من الأسهل أن نفهم بمثال: يتم نقل تلك الصور (جميع الصور) التي تراها على الشاشة عند إرسال ملف في شكل أجزاء صغيرة من الآحاد والأصفار (بت). لذلك، عندما ترسل صورة إلى صديقك عبر البريد الإلكتروني، يرسل بروتوكول طبقة التطبيق SMTP الصورة إلى الطبقة السفلية، أي الطبقة السفلية. إلى مستوى العرض. حيث يتم تحويل صورتك إلى نموذج مناسب من البيانات للمستويات الأدنى، على سبيل المثال إلى وحدات البت (الآحاد والأصفار).

وبنفس الطريقة تمامًا، عندما يبدأ صديقك في استلام صورتك، ستأتي إليه على شكل نفس الآحاد والأصفار، وهي طبقة العرض التقديمي التي تحول البتات إلى صورة كاملة، على سبيل المثال، جبيغ.

هذه هي الطريقة التي يعمل بها هذا المستوى مع البروتوكولات (المعايير) للصور (JPEG، GIF، PNG، TIFF)، الترميزات (ASCII، EBDIC)، الموسيقى والفيديو (MPEG)، إلخ.

طبقة الجلسة

طبقة الجلسة أو طبقة الجلسة - كما يوحي الاسم، فهي تنظم جلسة اتصال بين أجهزة الكمبيوتر. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك مؤتمرات الصوت والفيديو؛ حيث يتم على هذا المستوى تحديد برنامج الترميز الذي سيتم تشفير الإشارة به، ويجب أن يكون برنامج الترميز هذا موجودًا على كلا الجهازين. مثال آخر هو SMPP (بروتوكول نظير إلى نظير للرسائل القصيرة)، والذي يُستخدم لإرسال طلبات الرسائل القصيرة وUSSD المعروفة. مثال أخير: PAP (بروتوكول مصادقة كلمة المرور) هو بروتوكول قديم لإرسال اسم مستخدم وكلمة مرور إلى خادم بدون تشفير.

لن أقول أي شيء أكثر عن مستوى الجلسة، وإلا فسوف نتعمق في الميزات المملة للبروتوكولات. وإذا كانت (الميزات) تهمك، فاكتب لي رسائل أو اترك رسالة في التعليقات تطلب مني التوسع في الموضوع بمزيد من التفصيل، ولن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً في المستقبل؛)

طبقة النقل

طبقة النقل - تضمن هذه الطبقة موثوقية نقل البيانات من المرسل إلى المتلقي. في الواقع، كل شيء بسيط للغاية، على سبيل المثال، يمكنك التواصل باستخدام كاميرا الويب مع صديقك أو معلمك. هل هناك حاجة لتسليم موثوق لكل جزء من الصورة المرسلة؟ بالطبع لا، إذا فقدت بعض البتات من بث الفيديو، فلن تلاحظ ذلك حتى، ولن تتغير حتى الصورة (ربما يتغير لون بكسل واحد من 900000 بكسل، والذي سيومض بسرعة 24 إطارًا في الثانية).

الآن دعونا نعطي هذا المثال: يرسل لك أحد الأصدقاء (على سبيل المثال، عبر البريد) معلومات مهمة أو برنامجًا في الأرشيف. يمكنك تنزيل هذا الأرشيف على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. هذا هو المكان الذي نحتاج فيه إلى موثوقية 100%، لأن... إذا فقدت بضع بتات عند تنزيل الأرشيف، فلن تتمكن من فك ضغطه، أي. استخراج البيانات اللازمة. أو تخيل إرسال كلمة مرور إلى خادم، ويتم فقدان جزء واحد منها على طول الطريق - ستفقد كلمة المرور مظهرها بالفعل وسيتغير المعنى.

لذلك، عندما نشاهد مقاطع الفيديو على الإنترنت، نرى أحيانًا بعض التشويش والتأخير والضوضاء وما إلى ذلك. وعندما نقرأ نصًا من صفحة ويب، فإن فقدان (أو تشويه) الحروف أمر غير مقبول، وعندما نقوم بتنزيل البرامج، فإن كل شيء يسير أيضًا بدون أخطاء.

في هذا المستوى سأسلط الضوء على بروتوكولين: UDP وTCP. ينقل بروتوكول UDP (بروتوكول مخطط بيانات المستخدم) البيانات دون إنشاء اتصال، ولا يؤكد تسليم البيانات ولا يقوم بالتكرار. بروتوكول TCP (بروتوكول التحكم في الإرسال)، الذي يقوم قبل الإرسال بإنشاء اتصال، ويؤكد تسليم البيانات، ويكررها إذا لزم الأمر، ويضمن سلامة البيانات التي تم تنزيلها وتسلسلها الصحيح.

لذلك، بالنسبة للموسيقى والفيديو ومؤتمرات الفيديو والمكالمات، نستخدم UDP (ننقل البيانات دون التحقق ودون تأخير)، وللنصوص والبرامج وكلمات المرور والأرشيفات وما إلى ذلك. - TCP (يستغرق نقل البيانات مع تأكيد الاستلام وقتًا أطول).

طبقة الشبكة

طبقة الشبكة - تحدد هذه الطبقة المسار الذي سيتم من خلاله نقل البيانات. وبالمناسبة، هذا هو المستوى الثالث من نموذج شبكة OSI، وهناك أجهزة تسمى أجهزة المستوى الثالث - أجهزة التوجيه.

لقد سمعنا جميعًا عن عنوان IP، وهذا ما يفعله بروتوكول IP (بروتوكول الإنترنت). عنوان IP هو عنوان منطقي على الشبكة.

هناك الكثير من البروتوكولات على هذا المستوى، وسنقوم بدراسة كل هذه البروتوكولات بمزيد من التفصيل لاحقًا، في مقالات منفصلة ومع الأمثلة. الآن سأقوم فقط بإدراج بعض منها الشائعة.

تمامًا كما سمع الجميع عن عنوان IP وأمر ping، فهذه هي الطريقة التي يعمل بها بروتوكول ICMP.

تستخدم نفس أجهزة التوجيه (التي سنعمل معها في المستقبل) بروتوكولات من هذا المستوى لتوجيه الحزم (RIP، EIGRP، OSPF).

طبقة وصل البيانات

طبقة ربط البيانات – نحتاجها لتفاعل الشبكات على المستوى المادي. ربما سمع الجميع عن عنوان MAC، وهو عنوان فعلي. أجهزة طبقة الارتباط - المحولات والمحاور وما إلى ذلك.

يعرّف معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات) طبقة ارتباط البيانات بأنها طبقتين فرعيتين: LLC وMAC.

LLC – التحكم المنطقي في الارتباط، تم إنشاؤه للتفاعل مع المستوى الأعلى.

MAC – التحكم في الوصول إلى الوسائط، تم إنشاؤه للتفاعل مع المستوى الأدنى.

سأشرح بمثال: يحتوي جهاز الكمبيوتر الخاص بك (الكمبيوتر المحمول، جهاز الاتصال) على بطاقة شبكة (أو محول آخر)، وبالتالي يوجد برنامج تشغيل للتفاعل معها (مع البطاقة). السائق هو بعض برنامج- الطبقة الفرعية العليا من طبقة القناة، ومن خلالها يمكن التواصل مع المستويات الدنيا، أو بالأحرى مع المعالج الدقيق ( حديد) - الطبقة الفرعية السفلى من طبقة وصلة البيانات.

هناك العديد من الممثلين النموذجيين على هذا المستوى. PPP (Point-to-Point) هو بروتوكول لتوصيل جهازي كمبيوتر مباشرة. FDDI (واجهة البيانات الموزعة بالألياف) - ينقل المعيار البيانات عبر مسافة تصل إلى 200 كيلومتر. CDP (بروتوكول اكتشاف Cisco) هو بروتوكول خاص مملوك لشركة Cisco Systems، والذي يمكن استخدامه لاكتشاف الأجهزة المجاورة والحصول على معلومات حول هذه الأجهزة.

الطبقة المادية

الطبقة المادية هي المستوى الأدنى الذي ينقل دفق البيانات مباشرة. البروتوكولات معروفة لنا جميعًا: Bluetooth، وIRDA (الاتصالات بالأشعة تحت الحمراء)، والأسلاك النحاسية (زوج ملتوي، وخط هاتف)، وWi-Fi، وما إلى ذلك.

خاتمة

لذلك قمنا بتحليل نموذج شبكة OSI. في الجزء التالي، سننتقل إلى نموذج شبكة TCP/IP، وهو أصغر حجمًا والبروتوكولات واحدة. لاجتياز اختبارات CCNA بنجاح، يتعين عليك إجراء مقارنة وتحديد الاختلافات، وهو ما سيتم إجراؤه.

سأبدأ بتحديد كيفية قبوله. يعد نموذج OSI نموذجًا نظريًا مثاليًا لنقل البيانات عبر الشبكة. وهذا يعني أنه من الناحية العملية لن تجد أبدًا تطابقًا تامًا مع هذا النموذج؛ فهو معيار يلتزم به مطورو برامج الشبكات ومصنعو معدات الشبكات من أجل الحفاظ على التوافق بين منتجاتهم. يمكنك مقارنة ذلك بأفكار الناس حول الشخص المثالي - لن تجده في أي مكان، لكن الجميع يعرف ما الذي يسعى إليه.

أود أن أشير على الفور إلى فارق بسيط واحد - سأستدعي ما يتم إرساله عبر الشبكة ضمن بيانات نموذج OSI، وهي ليست صحيحة تمامًا، ولكن من أجل عدم إرباك القارئ المبتدئ بالمصطلحات، فقد توصلت إلى حل وسط مع بلدي الضمير.

فيما يلي الرسم البياني الأكثر شهرة والأكثر فهمًا لنموذج OSI. سيكون هناك المزيد من الصور في المقالة، لكنني أقترح اعتبار الصورة الأولى هي الصورة الرئيسية:

يتكون الجدول من عمودين، في المرحلة الأولية نحن مهتمون فقط بالعمود الصحيح. سنقرأ الجدول من الأسفل إلى الأعلى (وإلا :)). في الواقع، هذه ليست نزوة، لكنني أفعل ذلك من أجل راحة استيعاب المعلومات - من البسيط إلى المعقد. يذهب!

يعرض الجانب الأيمن من الجدول أعلاه، من الأسفل إلى الأعلى، مسار البيانات المنقولة عبر الشبكة (على سبيل المثال، من جهاز التوجيه المنزلي إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك). توضيح - مستويات OSI من الأسفل إلى الأعلى، فسيكون هذا هو مسار البيانات على الجانب المتلقي، إذا كان من الأعلى إلى الأسفل، فالعكس - على الجانب المرسل. آمل أن يكون الأمر واضحًا في الوقت الحالي. لتبديد الشكوك تمامًا، إليك مخططًا آخر للوضوح:

لتتبع مسار البيانات والتغيرات التي تطرأ عليها عبر المستويات، يكفي أن نتخيل كيف تتحرك على طول الخط الأزرق في الرسم البياني، حيث تتحرك أولاً من الأعلى إلى الأسفل عبر مستويات OSI من الكمبيوتر الأول، ثم من الأسفل إلى أعلى إلى الثانية. الآن دعونا نلقي نظرة على كل مستوى من المستويات بمزيد من التفصيل.

1) المادية(مادي) - ويشمل ذلك ما يسمى بـ "وسيلة نقل البيانات"، أي. الأسلاك والكابلات الضوئية وموجات الراديو (في حالة الاتصالات اللاسلكية) وما شابه. على سبيل المثال، إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك متصلاً بالإنترنت عبر الكابل، فسيتم تحديد جودة نقل البيانات في المستوى المادي الأول من خلال الأسلاك، وجهات الاتصال في نهاية السلك، وجهات اتصال موصل بطاقة الشبكة لجهاز الكمبيوتر الخاص بك، وكذلك الدوائر الكهربائية الداخلية على لوحات الكمبيوتر. لدى مهندسي الشبكات مفهوم "مشكلة فيزيائية" - وهذا يعني أن المتخصص قد حدد جهاز الطبقة المادية باعتباره السبب في "عدم نقل" البيانات، على سبيل المثال، كابل الشبكة مكسور في مكان ما، أو إشارة منخفضة مستوى.

2) القناة(رابط البيانات) - هذا أكثر إثارة للاهتمام. لفهم طبقة الارتباط، سيتعين علينا أولاً أن نفهم مفهوم عنوان MAC، لأنه سيكون الشخصية الرئيسية في هذا الفصل :). يُطلق على عنوان MAC أيضًا اسم "العنوان الفعلي" أو "عنوان الجهاز". وهي عبارة عن مجموعة مكونة من 12 حرفًا السداسي عشرينظام الأعداد مقسوما على 6 الثمانياتشرطة أو نقطتان، على سبيل المثال 08:00:27:b4:88:c1. من الضروري تحديد جهاز الشبكة بشكل فريد على الشبكة. من الناحية النظرية، عنوان MAC فريد عالميًا، أي. لا يمكن أن يوجد مثل هذا العنوان في أي مكان في العالم ويتم "دمجه" في جهاز الشبكة في مرحلة الإنتاج. ومع ذلك، هناك طرق بسيطة لتغييرها إلى تعسفي، بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض الشركات المصنعة عديمة الضمير وغير المعروفة لا تتردد في التثبيت، على سبيل المثال، مجموعة من 5000 بطاقة شبكة مع نفس MAC بالضبط. وبناء على ذلك، إذا ظهر اثنان على الأقل من "الإخوة البهلوان" على نفس الشبكة المحلية، فستبدأ الصراعات والمشاكل.

لذلك، على مستوى ارتباط البيانات، تتم معالجة البيانات بواسطة جهاز شبكة، وهو مهتم بشيء واحد فقط - عنوان MAC سيئ السمعة لدينا، أي. إنه مهتم بمرسل إليه التسليم. تتضمن الأجهزة على مستوى الارتباط، على سبيل المثال، المحولات (المعروفة أيضًا باسم المحولات) - فهي تخزن في ذاكرتها عناوين MAC الخاصة بأجهزة الشبكة التي لديها اتصال مباشر ومباشر، وعند تلقي البيانات على منفذ الاستقبال الخاص بها، تحقق من عناوين MAC في البيانات مع عناوين MAC المتوفرة في الذاكرة. إذا كانت هناك تطابقات، فسيتم إرسال البيانات إلى المستلم، ويتم تجاهل الباقي ببساطة.

3) الشبكة(الشبكة) هو مستوى "مقدس"، وفهم مبدأ التشغيل الذي يجعل مهندس الشبكة في الغالب على هذا النحو. هنا يحكم "عنوان IP" بالفعل بيد من حديد؛ وهنا هو أساس الأسس. بفضل وجود عنوان IP، يصبح من الممكن نقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر التي لا تشكل جزءًا من نفس الشبكة المحلية. يُطلق على نقل البيانات بين شبكات محلية مختلفة اسم التوجيه، وتسمى الأجهزة التي تسمح بذلك بأجهزة التوجيه (وهي أيضًا أجهزة توجيه، على الرغم من أن مفهوم جهاز التوجيه قد تم تشويهه بشكل كبير في السنوات الأخيرة).

لذا، عنوان IP - دون الخوض في التفاصيل، فهو عبارة عن مجموعة معينة مكونة من 12 رقمًا في نظام الأرقام العشري ("العادي")، مقسمة إلى 4 ثمانيات، مفصولة بنقطة، والتي يتم تخصيصها لجهاز الشبكة عند الاتصال به الشبكة. نحن هنا بحاجة إلى التعمق قليلاً: على سبيل المثال، يعرف الكثير من الأشخاص العنوان من السلسلة 192.168.1.23. من الواضح تمامًا أنه لا يوجد 12 رقمًا هنا. ومع ذلك، إذا كتبت العنوان بالتنسيق الكامل، فكل شيء يقع في مكانه - 192.168.001.023. لن نتعمق أكثر في هذه المرحلة، نظرًا لأن عنوان IP يعد موضوعًا منفصلاً للإخبار والعرض.

4) طبقة النقل(النقل) - كما يوحي الاسم، فهو مطلوب خصيصًا لتسليم البيانات وإرسالها إلى المستلم. وبالمقارنة مع بريدنا الذي طالت معاناته، فإن عنوان IP هو عنوان التسليم أو الاستلام الفعلي، وبروتوكول النقل هو ساعي البريد الذي يمكنه قراءة الرسالة ويعرف كيفية تسليمها. تختلف البروتوكولات لأغراض مختلفة، ولكن لها نفس المعنى - التسليم.

طبقة النقل هي الطبقة الأخيرة، والتي تهم بشكل عام مهندسي الشبكات ومسؤولي النظام. إذا عملت جميع المستويات الأربعة الدنيا كما ينبغي، لكن البيانات لم تصل إلى وجهتها، فيجب البحث عن المشكلة في برنامج كمبيوتر معين. تشكل بروتوكولات ما يسمى بالمستويات العليا مصدر قلق كبير للمبرمجين وأحيانًا لمسؤولي النظام (إذا كان مشاركًا في صيانة الخوادم، على سبيل المثال). ولذلك، سأصف بإيجاز الغرض من هذه المستويات. بالإضافة إلى ذلك، إذا نظرت إلى الموقف بموضوعية، في أغلب الأحيان في الممارسة العملية، يتم الاستيلاء على وظائف العديد من الطبقات العليا لنموذج OSI بواسطة تطبيق أو خدمة واحدة، ومن المستحيل أن نقول بشكل لا لبس فيه أين يجب تعيينها.

5) الجلسة(الجلسة) - يتحكم في فتح وإغلاق جلسة نقل البيانات، والتحقق من حقوق الوصول، والتحكم في مزامنة بداية ونهاية النقل. على سبيل المثال، إذا قمت بتنزيل ملف من الإنترنت، فإن متصفحك (أو أي شيء تقوم بالتنزيل من خلاله) يرسل طلبًا إلى الخادم الذي يوجد عليه الملف. في هذه المرحلة، يتم تشغيل بروتوكولات الجلسة، والتي تضمن تنزيل الملف بنجاح، وبعد ذلك، من الناحية النظرية، يتم إيقاف تشغيلها تلقائيًا، على الرغم من وجود خيارات.

6) التنفيذية(العرض التقديمي) - يقوم بإعداد البيانات للمعالجة من خلال التطبيق النهائي. على سبيل المثال، إذا كان هذا ملفًا نصيًا، فأنت بحاجة إلى التحقق من الترميز (بحيث لا يتحول إلى "kryakozyabr")، وربما قم بفك ضغطه من الأرشيف... ولكن هنا يظهر بوضوح ما أنا عليه كتبت عنه سابقًا - من الصعب جدًا الفصل بين المستوى التمثيلي وأين يبدأ المستوى التالي:

7) مطبق(التطبيق) - كما يوحي الاسم، مستوى التطبيقات التي تستخدم البيانات المستلمة ونرى نتيجة عمل جميع مستويات نموذج OSI. على سبيل المثال، أنت تقرأ هذا النص لأنك فتحته بالترميز الصحيح، وبالخط الصحيح، وما إلى ذلك. متصفحك.

والآن بعد أن أصبح لدينا على الأقل فهم عام لتكنولوجيا العملية، أعتبر أنه من الضروري التحدث عن البتات والإطارات والحزم والكتل والبيانات. إذا كنت تتذكر، فقد طلبت منك في بداية المقال عدم الانتباه إلى العمود الأيسر في الجدول الرئيسي. لذا فقد حان وقتها! سنستعرض الآن جميع طبقات نموذج OSI مرة أخرى ونرى كيف تتحول البتات البسيطة (الأصفار والواحدات) إلى بيانات. سننتقل أيضًا من الأسفل إلى الأعلى حتى لا نعطل تسلسل استيعاب المادة.

على بدنيمستوى لدينا إشارة. يمكن أن تكون كهربائية أو بصرية أو موجة راديوية وما إلى ذلك. حتى الآن، هذه ليست حتى بتات، لكن جهاز الشبكة يقوم بتحليل الإشارة المستقبلة وتحويلها إلى أصفار. تسمى هذه العملية "تحويل الأجهزة". علاوة على ذلك، داخل جهاز الشبكة، يتم دمج البتات في (ثمانية بتات في بايت واحد)، ومعالجتها ونقلها إلى طبقة ارتباط البيانات.

على قناةمستوى لدينا ما يسمى إطار.بشكل تقريبي، هذه حزمة من البايتات، من 64 إلى 1518 في حزمة واحدة، يقرأ منها المحول رأسًا يحتوي على عناوين MAC للمستلم والمرسل، بالإضافة إلى المعلومات الفنية. رؤية تطابق عنوان MAC في الرأس وفي ملفك جدول التبديل(الذاكرة)، يقوم المحول بإرسال الإطارات ذات هذه التطابقات إلى الجهاز الوجهة

على شبكةالمستوى، إلى كل هذا الخير، يتم أيضًا إضافة عناوين IP الخاصة بالمستلم والمرسل، والتي يتم استخراجها من نفس الرأس وهذا ما يسمى حقيبة بلاستيكية.

على ينقلالمستوى، يتم توجيه الحزمة إلى البروتوكول المقابل، والذي يشار إلى رمزه في معلومات خدمة الرأس، ويتم تقديمه لخدمة بروتوكولات المستويات العليا، والتي تعد هذه بيانات كاملة بالفعل، أي. المعلومات في شكل قابل للهضم والاستخدام بواسطة التطبيقات.

وسيتبين ذلك بشكل أكثر وضوحا في الرسم البياني أدناه: